NeoFronteras

Y ahora viene el fosforeno

Área: Tecnología — Viernes, 31 de Enero de 2014

Logran construir transistores a partir de una monocapa de fósforo análoga al grafeno.

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Para la carrera de un físico de materiales puede suponer todo un éxito dar con un material que se ponga de moda. Incluso se puede conseguir un premio Nobel con ello. Es lo que pasó con el grafeno, cuando hace casi 10 años se descubrieron las interesantes propiedades eléctricas que tenía. Aquí en NeoFronteras contamos algunos de los primeros pasos que se dieron al respecto.
Recordemos que el grafeno es simplemente una de las muchas capas monoatómica que componen el grafito. Posiblemente usted, amigo lector, ha pintado con trazos de grafeno sin ser consciente de ello cuando ha usado un lápiz.
Al principio, cuando consideraron investigar este material, simplemente aplicaban un trozo de cinta adhesiva a un trozo de grafito y la retiraban. Pequeños trocitos de grafeno se quedan así pegados a la cinta adhesiva entre trozos de grafito. Ahora ya se fabrican planchas de este material con una superficie considerable.
Desde entonces se ha intentado buscar aplicaciones a este material, a veces con éxito y a veces no tanto. Desde un principio se pensó en construir transistores de grafeno que sustituyeran a la electrónica de silicio. Pero el problema es que el grafeno es un conductor fenomenal y esto es bueno para ciertas aplicaciones, pero al no ser semiconductor no se presta muy bien a la construcción de transistores, aunque se hayan logrado algunos prototipos. De todos modos, IBM acaba de anunciar la comercialización de un chip para telefonía móvil fabricado en parte con grafeno.
El grafeno ha sido un material sobre el cual se han escrito multitud de artículos científicos, así que no es extraño que otros quieran dar con una fórmula de éxito similar.
Hace unas semanas veíamos por aquí cómo algunos proponían al estaneno (una monocapa de estaño) como nuevo material milagroso, pero todavía está sin implementar físicamente. También se ha propuesto usar MoS2, pero, pese a sus buenas cualidades semiconductoras, no es fácil obtener monocapas de él.
Ahora un grupo de investigadores de Purdue University propone al fosforeno, que es una capa monoatómica de átomos de fósforo.
La ventaja del fosforeno es que es un semiconductor similar a como también lo es el silicio, así que debería de ser más fácil construir transistores con él que con grafeno. De hecho, este grupo de investigadores ya ha conseguido los primeros prototipos de transistores, así que podría ser el nuevo material para el futuro de la nanoelectrónica.
Un semiconductor no es simplemente un material que conduce la electricidad no del todo bien. Lo fundamental es que posee una zanja de energía que el permite ser biestable y dejar pasar o no la corriente dependiendo de ciertas circunstancias, lo que permite los 0 y los 1 de la computación moderna, entre otras cosas. Por esta razón el fosoforeno se presta mejor que el grafeno a la hora de realizar transistores.
Peide Ye oyó a uno de sus colegas que había una forma de fósforo (el fósforo cristaliza de distintas maneras) tiene una estructura por capas, así que miró las propiedades en Wikipedia y en 30 minutos supo que tenía potencial.
Ye y sus colaboradores usaron entonces la técnica primitiva de la cinta adhesiva que ya se usó para el caso del grafito sobre cristales de fósforo negro y se pusieron manos a la obra.
A partir del material conseguido ya han logrado implementar transistores muy simples y demostrado que es posible integrar este material con otros materiales bidimensionales y con silicio.
Otros investigadores de otros centros de investigación se han sumado a explorar las posibilidades de este nuevo material.
De entrada se necesita obtener el fosforeno de una forma menos primitiva que usando cinta adhesiva para que tenga posibilidades. Pero lo que está por ver es si este, u otros materiales de moda, puedan competir con el silicio, material que les saca una enorme ventaja temporal. Además la industria está montada, con toda su maquinaria, sobre este elemento y hacer cambios al respecto puede ser demasiado costoso.
De hecho ya se investiga con siliceno, que es una monocapa de átomos de silicio, paso que, por otro lado, es bastante obvio al tener el silicio cuatro valencias al igual que el carbono.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4329

Fuentes y referencias:
Nota en Chemestry World.
Artículo original.
Ilustración: Peide Ye

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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11 Comentarios

  1. jab:

    Grafeno, siliceno, memristores, spintronica, computación cuántica… Así avanza la tecnología, probando todos los caminos hasta encontrar los que llevan a algún sitio. Cabe preguntarse si algunos caminos se cierran por intereses ajenos a la tecnología (Todos sabemos la respuesta, conspiranoias aparte). Si algún día contactamos con una civilización extraterrestre quizá lleguemos a saber de alguna alternativa tecnológica que pasamos por alto.

    Saludos

    Por cierto, la fundación Gates ha financiado una investigación que intenta crear preservativos de grafeno… El ingenio humano nos distingue de los demás primates.

  2. Camino a Gaia:

    Lo fácil que resulta al parecer conseguir mejores materiales, no tenemos tanta suerte a la hora de elegir mejores políticos.
    Un saludo

  3. NeoFronteras:

    No resulta tan fácil como parece y su aplicación comercial tarda mucho tiempo. Lo de los políticos no viene a cuento, así que será mejor dejarlos a un lado.

  4. Dr. Thriller:

    Consideraciones aparte sobre la paradoja de Condorcet (algo cardinal para comprender los sistemas humanos de toma de decisiones, incluyendo naturalmente la democracia), la democracia, incluso una todavía tan capaz de desarrollarse hacia mejor como la representativa (también llamada burguesa) de Occidente, funciona incluso mejor de lo que parece. No creo que la boutade de Churchill (que era un cafre político) esa de “es el menos malo de los sistemas”. Podemos decir sin problemas que es el mejor con diferencia. Tan bueno que es, que los representantes que tenemos son exactamente de valor estadístico, son una muestra altamente representativa de las creencias y las pautas de conducta de la sociedad que los elige, a lo sumo ligeramente sesgada por los sistemas electorales.

    A nadie le gustan los espejos. Es curioso, porque es así como funcionan los telescopios.

    Los materiales igual. Escogemos la tecnología en función de nuestro sistema cultural (y de nuevo pensamos que es la única posible), y consecuentemente los materiales. Con todo lo que la Ciencia nos da a conocer, casi cualquier cosa de las que hacemos podríamos hacerla ya mucho mejor. Así que el problema no está en políticos, que son un producto social (muy representativo), sino dentro de nosotros.

  5. tomás:

    ¡Y yo que pensaba que el problema estaba en que mi cocina no podía competir con los sofisticados laboratorios! Ahora resulta que mirando Wikipedia y con cinta adhesiva podría haber conseguido el Nobel. ¡Mecachis, qué falta de imaginación! Y es que ciencia puede hacerse en todas partes.

  6. Dr. Thriller:

    Pero por supuesto, Tomás xD. Ahora en serio, por primera vez en la historia sería posible efectuar experimentos a gran escala, coordinados por internet. Igual que uno deja tiempo de computación de su cacharro doméstico para 80.000 proyectos, me pregunto por qué no se intenta que esto se haga físicamente, sería una idea muy buena. Es cierto que la fiabilidad de muchos experimentos domésticos no podría verificarse, pero como aproximación al problema (y teniendo en cuenta que sería casi gratis, sobre todo no perdiendo de vista la escala) creo que sería muy valioso, por no hablar del impresionante efecto pedagógico.

    En cierto modo es lo mismo que p.ej. monitorizar a pacientes en tiempo real y usar esos datos estadísticamente, sólo que dejando que ellos tomen la iniciativa. Siempre es mucho mejor así.

  7. Dr. Thriller:

    Por cierto, dicho sea de paso, ya se hace astronómicamente. Existen redes planetarias de seguimiento y estudio de astrónomos domésticos y aficionados (y muchos descubrimientos lo son de ellos), en esto influye no sólo el abaratamiento brutal del instrumental, sino la coordinación brindada por internet.

  8. Dr. Thriller:

    Dios qué redacción más hororosa xD. Las redes son planetarias de este planeta, porque son varias redes, y el objeto de estudio son diferentes fenómenos astronómicos, claro, no las organizaciones.

  9. tomás:

    No te sulfures, Dr. Thriller, que otras veces lo has hecho peor.
    Es broma.
    Un saludo.

  10. NeoFronteras:

    Ahora también se propone el ¿borofeno?:

    http://physicsworld.com/cws/article/news/2014/feb/05/does-boron-based-graphene-exist

    Aunque unos dicen que existe y otro no.

  11. tomás:

    Lo clásico: “ser o no ser” como ya dijo “Sexpir” (international pronunciation newly adapted by me for the occasion)

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